水處理工程技術(shù)第一章城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)分析

學(xué)習(xí)項(xiàng)目一水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與水質(zhì)分析任務(wù)一水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)二城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)分析任務(wù)三工業(yè)廢水的水質(zhì)分析項(xiàng)目一教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)了解水質(zhì)的概念與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；了解廢水的來(lái)源、性質(zhì)及水質(zhì)指標(biāo)。能力目標(biāo)會(huì)進(jìn)行城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)分析；會(huì)進(jìn)行工業(yè)廢水的水質(zhì)分析。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。一、城鎮(zhèn)污水的來(lái)源及成分生活污水：是居民在日常生活中使用過(guò)，并為生活廢料所污染的水，包括廚房洗滌、衣物洗滌、沐浴、洗臉等廢水及沖洗便廁的污水等。這種水的成分與居民的生活狀況及生活習(xí)慣有關(guān)。衛(wèi)生上安全可靠，無(wú)有害物質(zhì)，其主要衡量指標(biāo)有大腸菌群數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、懸浮物量、生化需氧量、化學(xué)耗氧量等；外觀上無(wú)不快的感覺(jué)，其主要衡量指標(biāo)有濁度、色度、臭氣、表面活性劑和油脂等；不引起設(shè)備、管道等嚴(yán)重腐蝕、結(jié)構(gòu)和不造成維護(hù)管理的困難，其主要衡量指標(biāo)有PH值、硬度、溶解性固體等。一、城鎮(zhèn)污水的來(lái)源及成分工業(yè)廢水：是在工礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所形成和排放的水，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。其成分與生產(chǎn)的性質(zhì)和工藝有關(guān)。工業(yè)廢水一般分為生產(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水，生產(chǎn)污水：是在生產(chǎn)過(guò)程中形成的，被有機(jī)或無(wú)機(jī)性的生產(chǎn)廢料所污染，包括溫度過(guò)高能夠造成熱污染的工業(yè)廢水；生產(chǎn)廢水：也是在生產(chǎn)過(guò)程中形成的，但未直接參與生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)中一般起輔助性的作用，未被污染物污染或污染很輕，有的只是水溫稍有上升。如冷卻水。工業(yè)廢水種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜。例如電解鹽工業(yè)廢水中含有汞，重金屬冶煉工業(yè)廢水含鉛、鎘等各種金屬，電鍍工業(yè)廢水中含氰化物和鉻等各種重金屬，石油煉制工業(yè)廢水中含酚，農(nóng)藥制造工業(yè)廢水中含各種農(nóng)藥等。一、城鎮(zhèn)污水的來(lái)源及成分城鎮(zhèn)污水（城市污水），是指城鎮(zhèn)居民生活污水，機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)及各種公共設(shè)施排水，以及允許排入城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)的工業(yè)廢水和初期降水等。主要是由生活污水、工業(yè)廢水組成。城鎮(zhèn)污水的成分取決于污水的來(lái)源，如來(lái)自建筑衛(wèi)生設(shè)備和來(lái)自工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的廢水的成分顯然是不同的。處理工藝取決于污水的成分，以及生活污水、工業(yè)廢水的比例。二、城鎮(zhèn)污水的性質(zhì)混濁、色深、具有惡臭的液體，一般不含毒物，所含固體物質(zhì)占總質(zhì)量的0.1～0.2；所含有機(jī)雜質(zhì)大約為60%，而在其全部懸浮物中有機(jī)成分幾乎占總量的3/4以上，這些有機(jī)雜質(zhì)主要包括纖維素、油蠟、肥皂、蛋白質(zhì)等及其分解物質(zhì)；所含無(wú)機(jī)雜質(zhì)以泥沙、礦屑及溶解鹽類(lèi)居多；適用于各種微生物的繁殖，含有大量的細(xì)菌（包括病原菌）和大量的寄生蟲(chóng)卵。另外，生活污水的肥效較高。下表所列是我國(guó)一些地區(qū)生活污水水質(zhì)情況。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)重要指標(biāo)：有毒物質(zhì)、有機(jī)物、懸浮物、溶解物、酸和堿、氮和磷、顏色、溫度及微生物等。其中，懸浮物、pH、顏色、溫度等也是廢水的重要水質(zhì)指標(biāo)。（一）有毒物質(zhì)對(duì)人體和生物有毒害作用，如氰化物（CN)、砷化物（砒霜、三氧化二砷，人類(lèi)最早研制出的人造藥物）、重金屬（常見(jiàn)的六種為主）。（二）有機(jī)物何為有機(jī)物？（由碳元素、氫元素組成的化合物）有機(jī)物的污染特征主要是降解時(shí)消耗水中的DO，所以在工程中一般采用氧當(dāng)量形式表示水中耗氧有機(jī)物含量的指標(biāo)，如BOD、COD、TOD、TOC等。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)1、生化需氧量（BOD）：表示在水溫為20℃的條件下，由于微生物（主要是細(xì)菌）的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物所消耗的溶解氧量。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)有機(jī)物的生物降解過(guò)程：第一階段是碳氧化階段（曲線a）；第二階段是硝化階段（曲線b）。BOD5：5天的生化需氧量占70%~80%；測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，指導(dǎo)實(shí)踐不夠迅速。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)有機(jī)物的生物降解過(guò)程：第一階段是碳氧化階段（曲線a）；第二階段是硝化階段（曲線b）。硝化反應(yīng)：三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)2、化學(xué)需氧量（COD）：CODCr:在強(qiáng)酸并加熱條件下，采用重鉻酸鉀將有機(jī)物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量；也稱(chēng)為化學(xué)需氧量。CODMn:在一定條件下，采用高錳酸鉀將有機(jī)物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量。也稱(chēng)為高錳酸鹽指數(shù)。CODCr>CODMn>BOD20>BOD5污水的可生化性指標(biāo)：BOD5/CODCr:比值越大，表示可生化性越好。BOD5/CODCr>0.3：可生化性較好，適宜采用生物處理法。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)3.總需氧量（TOD）有機(jī)物主要由碳（C）、氫（H）、氮（N）、硫（S）等元素組成。當(dāng)有機(jī)物被完全氧化時(shí)，分別被氧化成CO2、H2O、NO和SO2，此時(shí)的需氧量稱(chēng)為總需氧量。測(cè)定方法：采用燃燒法記錄消耗的總氧量。4.總有機(jī)碳（TOC）目前國(guó)內(nèi)外常用的一個(gè)表示有機(jī)物濃度的綜合指標(biāo)。測(cè)定方法：采用燃燒法記錄產(chǎn)生的CO2的數(shù)量并折算成含碳量即得到TOC值。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（二）有機(jī)物TOD（總需氧量）測(cè)定氧化率接近100%CODcr測(cè)定時(shí)重鉻酸鉀氧化率最多可達(dá)90%BOD5測(cè)定時(shí)只有可生化部分有機(jī)物被氧化數(shù)值大小的排序：TOD>CODCr>CODMn>BOD20>BOD5>TOC難生物降解的有機(jī)物不能用BOD作指標(biāo)，只能用COD、TOD或TOC等作指標(biāo)。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（三）懸浮物無(wú)毒害作用的砂粒、土粒、礦渣等顆粒狀與有機(jī)性顆粒狀的污染物質(zhì)混在一起，統(tǒng)稱(chēng)為懸浮物或懸浮固體。懸浮物可通過(guò)篩濾法測(cè)定的，篩濾后濾膜或?yàn)V紙上留下來(lái)的物質(zhì)即為懸浮固體。比重大于水的懸浮物，經(jīng)一段時(shí)間沉淀后可沉于水底稱(chēng)為可沉固體，其中主要以有機(jī)物為主形成的可沉物質(zhì)稱(chēng)為污泥，主要以無(wú)機(jī)物為主形成的可沉物質(zhì)稱(chēng)為沉渣。（四）溶解物超過(guò)兩種以上物質(zhì)混合而成為一個(gè)狀態(tài)的均勻相的過(guò)程稱(chēng)為溶解。水中溶解物：酸、堿、鹽，可溶的有機(jī)物，可溶的氣體（如H2S、CO2）等。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（五）酸和堿酸度和堿度也是污水的重要污染指標(biāo)。它對(duì)保護(hù)環(huán)境、給水處理等也有很重要的實(shí)際意義。污水的酸堿性一般用pH表示。生活污水一般呈中性或弱堿性，而工業(yè)廢水則是多種多樣的，其中不少是呈強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性的。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（五）酸和堿當(dāng)pH超過(guò)6～9的范圍時(shí)，將對(duì)人、畜特別是對(duì)水生生物造成危害。此外，酸污水（pH低于6）對(duì)排水管道和污水處理設(shè)備有腐蝕作用。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（六）氮和磷氮、磷等物質(zhì)是植物生長(zhǎng)的必要元素，對(duì)人類(lèi)不形成直接毒害作用。水體富營(yíng)養(yǎng)化：氮、磷過(guò)多，導(dǎo)致水中營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)剩，水生植物和藻類(lèi)大量繁殖，致使水體透明度下降、溶解氧降低、水質(zhì)惡化、魚(yú)類(lèi)及其它生物大量死亡的現(xiàn)象。當(dāng)藻類(lèi)殘?bào)w腐爛分解時(shí)又會(huì)更多地消耗溶解氧，分解過(guò)程中產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)（藻毒素），使其它水生生物大量死亡。還會(huì)使水體發(fā)黑發(fā)臭，散發(fā)惡臭。水體被單一種類(lèi)的藻類(lèi)控制，生物多樣性降低，引起水質(zhì)惡化。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（七）顏色色素雖然不一定有毒，但帶有顏色的水容易令人生厭。色素影響水體透明度，進(jìn)而影響水體中動(dòng)植物的生長(zhǎng)。（八）溫度廢水的水溫，對(duì)廢水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、生物性質(zhì)有直接的影響。水溫的變化可影響水中動(dòng)植物的生長(zhǎng)。常用降溫設(shè)備：冷卻塔。（溫排水）（九）微生物污廢水中含有大量的微生物，其中可能有對(duì)人體健康有害的病原微生物。生活污水中引起腸道傳染病的細(xì)菌與寄生蟲(chóng)卵；制革廠污水中的炭疽菌。三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)（九）微生物常見(jiàn)的病原微生物：有細(xì)菌、病毒、病蟲(chóng)卵、寄生蟲(chóng)、原生動(dòng)物、藻類(lèi)等。污染來(lái)源：主要來(lái)自生活污水，醫(yī)院廢水，制革、屠宰、洗毛等工業(yè)廢水，以及畜牧污水。污染特征：病原微生物進(jìn)入水體后，使得水體帶菌、傳染疾病，對(duì)人類(lèi)健康造成威脅，這種經(jīng)水傳播的疾病稱(chēng)為水致傳染病或水性傳染病。主要有腸道傳染病，如傷寒、霍亂、痢疾、腸炎、病毒性肝炎、脊髓灰質(zhì)炎（小兒麻痹癥）等。致病案例：19世紀(jì)中葉英國(guó)倫敦先后兩次霍亂大流行，死亡共2萬(wàn)多人。1955年印度德里自來(lái)水廠水源被肝炎病毒污染，三個(gè)月內(nèi)發(fā)病2萬(wàn)9千多人。1988年中國(guó)上海流行的甲肝，就是人們大量食用了被病原微生物污染的毛蚶后引發(fā)的。任務(wù)